esfuerzos y deformaciones
Páginas: 9 (2220 palabras)
Publicado: 22 de abril de 2013
Esfuerzos
La constitución de la materia en los sólidos presupone un estado de equilibrio entre las fuerzas de atracción y repulsión de sus elementos constituyentes (cohesión).
Al actuar fuerzas exteriores, se rompe el equilibrio interno y se modifican la atracción y repulsión, aumentando una con respecto a la otra según que la carga aplicada tienda a alejar o acercar a los átomos,generándose por lo tanto una fuerza interna que tendera a restaurar la cohesión; cuando ello no ocurre, el material se rompe.
Como consecuencia, la variación o diferencia en el equilibrio de las fuerzas interatómicas es la fuerza interior o esfuerzo del material que tiende a oponerse al efecto aplicado.
La condición de equilibrio queda expresada por:
Fuerza exterior o carga = fuerza interior oesfuerzo (Kgf – N)
Clasificación de los esfuerzos
Si suponemos que las cargas aplicadas son perpendiculares a la sección transversal y se reparten uniformemente, el esfuerzo total sobre una sección podrá ser considerado igual a la resultante de las fuerzas interiores que actúan sobre la misma. Si esta sección es transversal, el esfuerzo será normal, en cambio si presenta unadeterminada inclinación, el efecto del esfuerzo resultante se manifiesta sobre la sección mediante sus componentes normales y tangenciales, siendo por lo tanto posible hablar de esfuerzos normales y tangenciales.
Analizando el efecto que estos esfuerzos producen sobre las secciones transversales, podemos distinguir cinco esfuerzos simples: tracción, compresión, flexión, torsión y corte.ESFUERZOS NORMALES: producidos por cargas o pares de fuerzas que tienden a trasladar (separar o acercar) a las secciones transversales en un determinado sentido. En esta clasificación encontramos:
- Tracción y compresión: se obtiene cuando las fuerzas exteriores, de igual magnitud, dirección y sentido contrario, tienden a estirar (tracción) o aplastar (compresión) el material según el ejeen el que actúan.
- Flexión: Cuando se aplican pares de fuerzas perpendiculares al eje que tienden a producir el desplazamiento con separación por giro entre si de dos secciones transversales inmediatas.
ESFUERZOS TANGENCIALES: generados por pares o cargas que, actuando en el plano de las secciones transversales, tienden a producir sus giros o desplazamiento (torsión y corte).
Torsión:Se origina por efecto de pares que actúan sobre las secciones transversales produciendo el giro de las mismas en sus planos, las que en consecuencia se comportan como superficie de revolución sin alterar las dimensiones y geometrías del material, condición de torsión simple que solo se cumple cuando las secciones resultan circulares.
Corte: es ocasionado por fuerzas colineales que actuandonormalmente al eje del material tienden a producir el deslizamiento entre si de dos secciones transversales inmediatas.
En las estructuras o mecanismos generalmente actúan simultáneamente dos o mas esfuerzos simples, obteniéndose los esfuerzos compuestos: flexo- torsión, tracción- compresión, etc.
Tensión y resistencia
El esfuerzo unitario o tensión que puede definirse como la resistenciainterna de la unidad de área a una carga o fuerza exterior.
La tensión puede ser: normal (θ) o tangencial (τ) según el esfuerzo que lo origine.
Tensión normal=esfuerzo normal/sección= θ = PN /S (Kgf /mm^2; Kgf /cm^2; MPa)
Tensión tangencial=esfuerzo tangencial / sección = τ = TT /S ((Kgf /mm^2; Kgf /cm^2; MPa)
La reacción del material se manifiesta por un momento interiorgenerado por los esfuerzos que actúan en las secciones transversales.
Expresiones de tensión:
Tensión de flexión= θ = momento flector aplicado o interior/ modulo resistente normal= Mf /Wx
Tensión de torsión= τ = momento torsor aplicado o interior/ modulo resistente polar= Mt / Wp
En las tensiones de mayor importancia para todos los materiales en general mencionaremos la que se define...
Esfuerzos
La constitución de la materia en los sólidos presupone un estado de equilibrio entre las fuerzas de atracción y repulsión de sus elementos constituyentes (cohesión).
Al actuar fuerzas exteriores, se rompe el equilibrio interno y se modifican la atracción y repulsión, aumentando una con respecto a la otra según que la carga aplicada tienda a alejar o acercar a los átomos,generándose por lo tanto una fuerza interna que tendera a restaurar la cohesión; cuando ello no ocurre, el material se rompe.
Como consecuencia, la variación o diferencia en el equilibrio de las fuerzas interatómicas es la fuerza interior o esfuerzo del material que tiende a oponerse al efecto aplicado.
La condición de equilibrio queda expresada por:
Fuerza exterior o carga = fuerza interior oesfuerzo (Kgf – N)
Clasificación de los esfuerzos
Si suponemos que las cargas aplicadas son perpendiculares a la sección transversal y se reparten uniformemente, el esfuerzo total sobre una sección podrá ser considerado igual a la resultante de las fuerzas interiores que actúan sobre la misma. Si esta sección es transversal, el esfuerzo será normal, en cambio si presenta unadeterminada inclinación, el efecto del esfuerzo resultante se manifiesta sobre la sección mediante sus componentes normales y tangenciales, siendo por lo tanto posible hablar de esfuerzos normales y tangenciales.
Analizando el efecto que estos esfuerzos producen sobre las secciones transversales, podemos distinguir cinco esfuerzos simples: tracción, compresión, flexión, torsión y corte.ESFUERZOS NORMALES: producidos por cargas o pares de fuerzas que tienden a trasladar (separar o acercar) a las secciones transversales en un determinado sentido. En esta clasificación encontramos:
- Tracción y compresión: se obtiene cuando las fuerzas exteriores, de igual magnitud, dirección y sentido contrario, tienden a estirar (tracción) o aplastar (compresión) el material según el ejeen el que actúan.
- Flexión: Cuando se aplican pares de fuerzas perpendiculares al eje que tienden a producir el desplazamiento con separación por giro entre si de dos secciones transversales inmediatas.
ESFUERZOS TANGENCIALES: generados por pares o cargas que, actuando en el plano de las secciones transversales, tienden a producir sus giros o desplazamiento (torsión y corte).
Torsión:Se origina por efecto de pares que actúan sobre las secciones transversales produciendo el giro de las mismas en sus planos, las que en consecuencia se comportan como superficie de revolución sin alterar las dimensiones y geometrías del material, condición de torsión simple que solo se cumple cuando las secciones resultan circulares.
Corte: es ocasionado por fuerzas colineales que actuandonormalmente al eje del material tienden a producir el deslizamiento entre si de dos secciones transversales inmediatas.
En las estructuras o mecanismos generalmente actúan simultáneamente dos o mas esfuerzos simples, obteniéndose los esfuerzos compuestos: flexo- torsión, tracción- compresión, etc.
Tensión y resistencia
El esfuerzo unitario o tensión que puede definirse como la resistenciainterna de la unidad de área a una carga o fuerza exterior.
La tensión puede ser: normal (θ) o tangencial (τ) según el esfuerzo que lo origine.
Tensión normal=esfuerzo normal/sección= θ = PN /S (Kgf /mm^2; Kgf /cm^2; MPa)
Tensión tangencial=esfuerzo tangencial / sección = τ = TT /S ((Kgf /mm^2; Kgf /cm^2; MPa)
La reacción del material se manifiesta por un momento interiorgenerado por los esfuerzos que actúan en las secciones transversales.
Expresiones de tensión:
Tensión de flexión= θ = momento flector aplicado o interior/ modulo resistente normal= Mf /Wx
Tensión de torsión= τ = momento torsor aplicado o interior/ modulo resistente polar= Mt / Wp
En las tensiones de mayor importancia para todos los materiales en general mencionaremos la que se define...
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